Sustituto sanguíneo para niños

Un sustituto sanguíneo (también conocido como sangre artificial o sustituto de la sangre) es una sustancia diseñada para imitar y realizar algunas de las funciones de la sangre natural. Su principal objetivo es ofrecer una alternativa a la transfusión de sangre, que es cuando se transfiere sangre o productos derivados de la sangre de una persona a otra.

Hasta ahora, no existe un sustituto sanguíneo que transporte oxígeno y sea ampliamente aceptado para reemplazar completamente una transfusión de glóbulos rojos. Sin embargo, hay líquidos que ayudan a restaurar el volumen de sangre cuando solo se necesita eso. Estos sustitutos ayudan a los médicos a evitar riesgos como la transmisión de enfermedades o problemas con el sistema de defensa del cuerpo. También son útiles cuando hay pocos donantes de sangre o para personas que, por creencias religiosas, como los testigos de Jehová, no pueden recibir transfusiones de sangre.

Los principales tipos de sustitutos sanguíneos que pueden transportar oxígeno son los portadores de oxígeno basados en hemoglobina (HBOC) y los portadores de oxígeno basados en perfluorocarbono (PFBOC).

¿Cómo ha evolucionado la sangre artificial?

Primeros intentos y descubrimientos

Después de que William Harvey descubriera cómo circula la sangre en el cuerpo en 1616, muchas personas intentaron usar diferentes líquidos como sustitutos. Se probaron sustancias como la leche o la sangre de animales.

A principios del siglo XX, la medicina de transfusión moderna comenzó a desarrollarse gracias al trabajo de Karl Landsteiner, quien descubrió los grupos sanguíneos. Al mismo tiempo, se hicieron grandes avances en cómo funciona el corazón y la circulación, y cómo el cuerpo transporta y usa el oxígeno.

Impulso por la seguridad y la necesidad

Las dificultades para realizar transfusiones de sangre, especialmente en momentos de crisis como la Segunda Guerra Mundial, impulsaron la investigación de sustitutos sanguíneos. Los primeros intentos mostraron efectos secundarios importantes que no se pudieron resolver rápidamente con la tecnología de la época.

La necesidad de sangre segura impulsó nuevas investigaciones en los años 80. La preocupación pública sobre la seguridad del suministro de sangre también aumentó por enfermedades como la de las vacas locas. Además, la disminución de las donaciones de sangre y el aumento de la demanda (debido al envejecimiento de la población, más cirugías y tratamientos, y conflictos militares) crearon un ambiente favorable para seguir desarrollando sustitutos sanguíneos.

Los esfuerzos para crear sustitutos de la sangre han sido motivados por el deseo de tener una alternativa a las transfusiones en emergencias, en lugares donde las enfermedades infecciosas son comunes y el riesgo de sangre contaminada es alto, o donde no hay refrigeración para almacenar la sangre o es difícil encontrar donantes compatibles.

¿Qué tipos de sustitutos sanguíneos existen?

Los científicos se han enfocado en moléculas que pueden transportar oxígeno. La mayoría de los estudios se han centrado en la hemoglobina (que normalmente transporta oxígeno) y los perfluorocarbonos (PFC), que son compuestos químicos que también pueden transportar y liberar oxígeno.

El primer sustituto sanguíneo que transportaba oxígeno y fue aprobado se llamó Fluosol-DA-20, fabricado en Japón. Fue aprobado en 1989. Sin embargo, debido a su uso limitado, su complejidad y algunos efectos secundarios, se dejó de usar en 1994. A pesar de esto, Fluosol-DA sigue siendo el único tratamiento con oxígeno aprobado por la FDA (Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU.). Hasta 2017, ningún producto basado en hemoglobina había sido aprobado.

Sustitutos basados en perfluorocarbono (PFC)

Los perfluorocarbonos no se mezclan con el agua, por lo que se preparan en forma de emulsiones, que son pequeñas gotas de PFC dispersas en agua. Este líquido se mezcla con antibióticos, vitaminas, nutrientes y sales, creando una mezcla con muchos componentes que pueden realizar varias funciones importantes de la sangre.

Las partículas de PFC son muy pequeñas, aproximadamente 40 veces más pequeñas que un glóbulo rojo. Este tamaño diminuto les permite pasar por capilares (vasos sanguíneos muy finos) por donde los glóbulos rojos no pueden. En teoría, esto podría ayudar a tejidos dañados que necesitan oxígeno y a los que los glóbulos rojos normales no llegan. Las soluciones de PFC pueden transportar tanto oxígeno que incluso los mamíferos, incluidos los humanos, podrían sobrevivir respirando una solución líquida de PFC, un proceso llamado respiración líquida.

Los sustitutos sanguíneos de PFC son completamente artificiales. Esto les da ventajas sobre los que usan hemoglobina, como la posibilidad de producir cantidades ilimitadas, la capacidad de ser esterilizados con calor y su eficiencia para transportar oxígeno y eliminar dióxido de carbono. Los PFC en solución actúan como transportadores de oxígeno en la sangre para aumentar temporalmente el suministro de oxígeno a los tejidos. El cuerpo elimina los PFC del torrente sanguíneo en unas 48 horas, principalmente a través de la exhalación.

Fluosol se elaboraba principalmente con perfluorodecalina o perfluorotributilamina en una emulsión de albúmina. Fue aprobado en 1989 y en otros ocho países. Su uso se asoció con menos complicaciones por falta de oxígeno, pero también con un aumento de líquido en los pulmones y problemas cardíacos. Debido a la dificultad de almacenamiento (necesitaba estar congelado y recalentarse), su popularidad disminuyó y su producción terminó en 1994.

Oxygent fue otra emulsión de PFC de segunda generación. En 2002, un estudio se detuvo antes de tiempo debido a un aumento en la incidencia de accidentes cerebrovasculares.

Sustitutos basados en hemoglobina

La hemoglobina es la parte principal de los glóbulos rojos, constituyendo aproximadamente el 33% de su masa. Los productos basados en hemoglobina se llaman portadores de oxígeno basados en hemoglobina (HBOC).

La hemoglobina libre (no dentro de las células) no es muy útil como sustituto sanguíneo porque se une al oxígeno con demasiada fuerza, lo que dificulta que lo libere a los tejidos. Además, dura muy poco tiempo en la sangre, puede causar daño renal y tiende a absorber el óxido nítrico, lo que puede estrechar los vasos sanguíneos.

Para superar estos problemas, se han creado versiones de hemoglobina modificadas genéticamente, unidas entre sí (reticulación), polimerizadas o encapsuladas.

HemAssist, una hemoglobina modificada, fue desarrollada por Baxter Healthcare. Fue uno de los sustitutos de hemoglobina más estudiados. Llegó a la fase final de estudios clínicos, pero no tuvo éxito debido a un aumento en la mortalidad, principalmente por problemas de estrechamiento de vasos sanguíneos. Los resultados se publicaron en 1999.

Hemolink (Hemosol, Inc., Canadá) era una solución de hemoglobina humana polimerizada. Tuvo problemas de seguridad y los estudios se suspendieron en 2003. La compañía se declaró en bancarrota en 2005.

Hemopure fue desarrollado por Biopure Corp. Era una hemoglobina de vaca modificada para uso humano. La compañía también desarrolló el mismo producto para uso veterinario en perros, llamado Oxyglobin, que fue aprobado en EE. UU. y Europa en 1998. Hemopure fue aprobado en Sudáfrica, pero esa aprobación fue revocada y Biopure se declaró en bancarrota en 2009.

PolyHeme fue desarrollado durante 20 años por Northfield Laboratories. Era hemoglobina humana, extraída de glóbulos rojos, polimerizada y mezclada en una solución de electrolitos. En 2009, la FDA rechazó su aprobación y Northfield se declaró en bancarrota.

Otros productos como Dextran-Hemoglobin, Hemotech y Optro también fueron desarrollados, pero enfrentaron desafíos similares y sus desarrollos fueron detenidos.

Células madre para producir sangre

Las células madre ofrecen una posible forma de producir sangre para transfusiones. Un estudio de Giarratana y sus colegas describió cómo se pueden producir grandes cantidades de células sanguíneas humanas maduras fuera del cuerpo usando células madre hematopoyéticas. Las células cultivadas tenían la misma hemoglobina y forma que los glóbulos rojos naturales, y los autores sugieren que tenían una vida útil casi normal.

Científicos del Departamento de Defensa de Estados Unidos comenzaron a crear sangre artificial a partir de células madre hematopoyéticas extraídas del cordón umbilical después del nacimiento. Este método, llamado "calentamiento de sangre", busca producir sangre para usar en áreas remotas y transfundir a soldados heridos más rápidamente. Cada cordón umbilical puede producir aproximadamente 20 unidades de sangre. Esta sangre se produce para la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzados de Defensa por Arteriocyte. La FDA ha revisado y aprobado la seguridad de esta sangre de tipo O-negativo. Se espera que el uso de esta sangre artificial reduzca los costos y sirva como donante universal para todos los tipos de sangre comunes.

Galería de imágenes

• Blood transfusion set.jpg

  Un equipo de transfusión de sangre.

• Blood bag.jpg

  Una bolsa de sangre.

Véase también

En inglés: Blood substitute Facts for Kids

• Transfusión de sangre
• Cirugía sin sangre
• Sangre teatral
• Eritrómero